[发明专利]汽车可记忆电动座椅的直流电机纹波检测方法

说明书

一种汽车可记忆电动座椅的直流电机纹波检测方法，首先通过对座椅系统中有刷直流电机在起动、运行、制动三个阶段的电流进行采样、放大、模数转换，得到有刷直流电机在起动、运行、制动三个阶段的的数字化的电机电流波形，然后对电流纹波的周期特征用软件算法进行分析、识别、计数，用于实现电机的位置控制。通过识别有刷直流电机旋转时产生的电流波动个数来实现座椅记忆功能。当驾驶员再次驾驶该车时，只需按相应的记忆按键，控制有刷直流电机运转，驱动执行机构，使座椅自动调整到相应的记忆位置。本发明无需增加额外的线束和传感器，节省了成本，降低了应用中的复杂性和故障率，减少了不同的驾驶员手动调节座椅的时间，增加了乘用车的舒适度。

技术领域

本发明涉及一种汽车可记忆电动座椅，尤其涉及一种可记忆电动座椅的控制系统及控制方法。

背景技术

随着电子控制技术在汽车领域的广泛应用，越来越多的汽车采用可记忆电动控制座椅系统。通过跟踪从电机来的反馈信号来控制座椅位置的调整，从而达到座椅控制系统的可记忆功能：如图1所示，把座位1调到舒适的位置后，按下控制面板2上记忆键(先按“Set”键，然后再按下“1”或“2”或“3”键)，此时当前座椅位置(所有方向：A、B、C、D、E、F位置的坐标)将被记忆。当下次需重新调整到此位置时，只需按下对应的记忆键(“1”或“2”或“3”)，座椅控制系统便根据之前的记忆信息，自动运行调整各个行程到达记忆的位置，无须手动调整各个方向。

如何准确获知座椅各个电机的当前位置将是整个控制系统的关键。传统上通常利用光电编码器或霍尔效应传感器，从电机轴或安装在轴上的负载获取脉冲信号反馈到控制单元，以获知电机的速度或位置信息。而为了降低成本、减少应用中的复杂性和故障率，不使用传感器而直接利用电机本身产生的纹波计数方法将成为直流电机精确控制的发展方向。

通常座椅系统中采用的是具有换向器的有刷直流电机，当电机旋转时，通过换向器线圈与电源进行切换。由于线圈是感性元件，每次在与电源进行切换时会有反向电动势产生，形成交流信号，叠加在电源两端，使原有的直流电源产生弯曲变化，每一次弯曲变化即是一个纹波(Ripple)，如图2a，b所示。座椅系统所选定的有刷直流电机有8个绕组，电机旋转一圈换向8次，产生8个纹波。对纹波进行计数，便可以判断出电机旋转的圈数。座椅各个方向的行程是固定的，因此就可以知道座椅当前所处的位置，从而达到对座椅进行精确控制的目的。

对于座椅控制系统来讲，采用无传感器的纹波计数方法进行电机控制，不需要增加额外的传感器和反馈线束，降低了系统中实现的复杂性和成本，必将成为座椅控制系统的发展趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车可记忆电动座椅的直流电机纹波检测方法，通过控制直流电机运转产生的反馈，驱动执行机构进行座椅位置的调节。根据所存储的位置信息，座椅自动调整到相应的记忆位置；在不增加传感器和线束的基础上，通过测量电机旋转时产生的电流波动，进行纹波计数实现座椅控制系统的记忆功能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种汽车可记忆电动座椅的直流电机纹波检测方法，首先通过对座椅系统中有刷直流电机在起动、运行、制动三个阶段的电流进行采样、放大、模数转换，得到有刷直流电机在起动、运行、制动三个阶段的的数字化的电机电流波形，然后对电流纹波的周期特征用软件算法进行分析、识别、计数，用于实现电机的位置控制。

软件算法采用如下方法实现捕获纹波个数：

1.将AD采样频率缩短至1ms或以下一次，保证所有纹波处于AD采样的窗口内，记录采样数据；

2.分析采样数据，软件算法分析数据中前后两次采样差值接近于0的次数，即曲线中的“波峰”或“波谷”(斜率为0，)出现的次数n_开始；其中，i为电机线圈电流；

3.将所有出现时的次数进行累加后并除以2(“波峰”与“波谷”斜率均为0)，得到在开始阶段的纹波个数N_开始；